动汽车运行参数，通过开关量采集模块采集包括前进、后退、低速档、高速档、启动开关、充电开关在内的开关信号运行参数，同时，整车行驶控制器8还可通过液压控制方形盘10控制电动汽车的转向角度，实现对电动汽车运行方向的控制。
[0020]能源分配与控制管理系统11对电动汽车的动力电池进行管理和控制，以保证动力电池的安全、稳定运行，动力电池组通过无线接口利用外电源进行充电；同时，动力电池组还可通过DC/DC变换器转化为其他直流电压，以供其他系统利用，如制动执行机构、动力转向机构、空调系统。电机控制器12通过功率逆变模块对电动汽车的电机运行进行控制，功率逆变的电源来至动力电池组，电机的输出动力经智能变速箱带动驱动桥进行转动，实现电动汽车的行驶。当减速或处于下坡路段时，能量回收系统13将电机输出的动能转化为电能，重新存储至动力电池组中。
[0021]变速箱控制器14对智能变速箱的运行状态进行控制，以使智能变速箱的档位与车速相匹配。制动电子控制单元15通过制动执行器对电动汽车的制动系统进行控制，以实现电动汽车的刹车、降速功能。空调控制器16对空调系统进行控制，车载显示系统用于显示电动汽车的运行状态信息，以供驾乘人员进行观看。
[0022]系统根据电动车实际行驶工况及电池组的SOC等参数，合理、高效的分配有限的能量，使得安全、高效行驶的同时最大程度延长电动车一次充电续驶里程。整车行驶控制器、电机驱动控制器、能量回收系统、变速箱控制器通过总线系统连接组成，完成各自控制功能，通过将整车控制器中各类反馈信息收集、记录、整合，实施到液压/方向盘控制中，后者做出相应应答，达到自动驾驶的目的。
[0023]本发明的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统的控制方法，通过以下步骤来实现:
a).确定车辆位置，高精度定位终端(7)通过北斗/GPS卫星定位模块获取卫星信号，以确定出电动汽车当前所处的经度、玮度；
b).采集道路画面，高精度定位终端通过视频采集模块采集车辆前方的视频画面，以便为电动汽车未来的行驶路径提供参考；
c).采集车辆运行参数，电动汽车智能控制终端(I)中的整车行驶控制器(8)采集车辆的车速、加速、转向和制动信号，以获取电动汽车当前的运行状态；
d).数据上传，电动汽车智能控制终端(I)将采集的电动汽车的经度、玮度、前方道路画面以及车速、加速、转向、制动信号上传至数据处理服务器(3)和GIS数据处理中心(4)中；
e).车辆所在道路的判断，数据处理服务器(3)根据上传的电动汽车的经度、玮度信息，判断出车辆所在道路的位置； f).判断车辆是否超速，数据处理服务器(3)根据电动汽车当前的车速和所在道路的限速，判断电动汽车是否超速，如果超速，则执行步骤g);如果不超速，则执行步骤h);
g).控制车辆进行减速，数据处理服务器通过网络通讯系统(2)向电动汽车智能控制终端发送降低车速指令，电动汽车智能控制终端通过制动电子控制单元(15)降低电动汽车的形式速度，以便将电动汽车的速度控制在限制范围内；
h).判断车道前方车辆状况，数据处理服务器通过对上传图像的处理，利用图像识别技术，判断电动汽车所在车道前方一定距离范围内是否存在车辆，如果不存在，则发送按照当前速度行驶的指令至电动汽车智能控制终端，以控制电动汽车安全运行；如果存在，则执行步骤i);
i).判断相邻车道，数据处理服务器通过对上传图片的处理，判断左、右相邻车道内是否存在车辆，如果有一侧的车道内部存在车辆，则表明具备变更至该车道内的条件，执行步骤j);如果均存在车辆，则控制电动汽车执行减速操作，以将其与前方的车辆拉开安全距离；
j).变更车道，数据处理服务器向电动汽车智能控制终端发出变更车道的指令，整车行驶控制器通过对液压控制方向盘(10)的控制，将电动汽车变更至相应的车道内，以保证电动汽车的行驶速度。
【主权项】
1.一种基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统，包括电动汽车智能控制终端(I)以及通过网络通讯系统(2)与其进行数据交互的数据处理服务器(3)、GIS数据处理中心(4)和web应用服务器(5)，电动汽车智能控制终端连接有高精度定位终端(7);其特征在于:所述电动汽车智能控制终端由整车行驶控制器(8)以及通过CAN总线与其相连接的能源分配与控制管理系统(11)、电机控制器(12 )、变速箱控制器(14 )、制动电子控制单元(16 )和车载信息显示系统(17)组成，整车行驶控制器(8)通过模拟量采集模块采集电动汽车的加速踏板、制动踏板、转向角度、车速输入信号，通过开关量采集模块采集电动汽车的前进、后退、低速档、高速档、启动开关和充电开关信号，整车行驶控制器通过控制液压控制方向盘(10)的转向角度来控制电动汽车的行驶方向；高精度定位终端中设置有北斗/GPS卫星定位模块和视频采集模块，高精度定位终端通过北斗/GPS卫星定位模块接收北斗或GPS的卫星信号，以确定出电动汽车的经度、玮度，通过视频采集模块采集电动汽车行驶的道路画面； 电动汽车行驶时，整车行驶控制器通过网络通讯系统将采集的电动汽车的经度、玮度、道路画面以及车辆的运行参数上传，数据处理服务器和GIS数据处理中心根据上传的数据监控电动汽车的运行状态，并对其运动路径进行自动控制，以达到电动汽车自动驾驶的目的。
2.根据权利要求1所述的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统，其特征在于:包括查询平台(6)，查询平台通过与web应用服务器的通信，获取道路上所有被监控电动汽车的运行状态和位置信息，以供相关人员进行查看。
3.根据权利要求1或2所述的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统，其特征在于:所述能源分配与控制管理系统(11)管理电动汽车的动力电池组的运行，动力电池组通过DC/DC变换器转化为电压不同的直流电，以供电动汽车上的相应系统进行利用，动力电池组通过充电接口利用外电源进行充电；电机控制器(12)通过功率逆变模块来实现对电动汽车的电机进行控制，电机的输出经智能变速箱对电动汽车的驱动桥进行驱动，变速箱控制器(14)控制智能变速箱的运行；制动控制单元(15)通过制动执行器对电动汽车的制动系统进行控制，车载信息显示系统(17)通过显示屏显示电动汽车的运行参数，以供驾乘人员进行查看。
4.根据权利要求1或2所述的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统，其特征在于:包括通过CAN总线与整车行驶控制器(8)相连接的能量回收系统(13)和空调控制器(16)，在电动汽车制动或下坡时，能量回收系统将电机输出的动能转化为电能并对动力电池组进行供电，以实现能量回收的目的；空调控制器控制电动汽车空调系统的运行。
5.根据权利要求1或2所述的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统，其特征在于:所述整车行驶控制器(8)采用型号为TMS320F2808的DSP芯片，TMS320F2808芯片通过输出PWM信号控制功率逆变模块的运行，通过检测功率逆变模块中IGBT的过流故障信号和IGBT的温度信号来实现故障检测。
6.一种基于权利要求1所述的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现: a).确定车辆位置，高精度定位终端(7)通过北斗/GPS卫星定位模块获取卫星信号，以确定出电动汽车当前所处的经度、玮度； b).采集道路画面，高精度定位终端通过视频采集模块采集车辆前方的视频画面，以便为电动汽车未来的行驶路径提供参考； C).采集车辆运行参数，电动汽车智能控制终端(I)中的整车行驶控制器(8)采集车辆的车速、加速、转向和制动信号，以获取电动汽车当前的运行状态； d).数据上传，电动汽车智能控制终端(I)将采集的电动汽车的经度、玮度、前方道路画面以及车速、加速、转向、制动信号上传至数据处理服务器(3)和GIS数据处理中心(4)中； e).车辆所在道路的判断，数据处理服务器(3)根据上传的电动汽车的经度、玮度信息，判断出车辆所在道路的位置； f).判断车辆是否超速，数据处理服务器(3)根据电动汽车当前的车速和所在道路的限速，判断电动汽车是否超速，如果超速，则执行步骤g);如果不超速，则执行步骤h); g).控制车辆进行减速，数据处理服务器通过网络通讯系统(2)向电动汽车智能控制终端发送降低车速指令，电动汽车智能控制终端通过制动电子控制单元(15)降低电动汽车的形式速度，以便将电动汽车的速度控制在限制范围内； h).判断车道前方车辆状况，数据处理服务器通过对上传图像的处理，利用图像识别技术，判断电动汽车所在车道前方一定距离范围内是否存在车辆，如果不存在，则发送按照当前速度行驶的指令至电动汽车智能控制终端，以控制电动汽车安全运行；如果存在，则执行步骤i); i).判断相邻车道，数据处理服务器通过对上传图片的处理，判断左、右相邻车道内是否存在车辆，如果有一侧的车道内部存在车辆，则表明具备变更至该车道内的条件，执行步骤j);如果均存在车辆，则控制电动汽车执行减速操作，以将其与前方的车辆拉开安全距离； j).变更车道，数据处理服务器向电动汽车智能控制终端发出变更车道的指令，整车行驶控制器通过对液压控制方向盘(10)的控制，将电动汽车变更至相应的车道内，以保证电动汽车的行驶速度。
【专利摘要】本发明的基于北斗导航的电动汽车自动驾驶系统，电动汽车行驶时，将电动汽车的经度、纬度、道路画面以及车辆的运行参数上传，根据上传的数据对其运动路径进行自动控制，以达到电动汽车自动驾驶的目的。本发明的控制方法包括：a).确定车辆位置；b).采集道路画面；c).采集车辆运行参数；d).数据上传；e).车辆所在道路的判断；f).判断车辆是否超速；g).控制车辆进行减速；h).判断车道前方车辆状况；i).判断相邻车道；j).变更车道。本发明的系统及方法，通过电动汽车的坐标以及道路画面的识别，可判断出电动汽车当前是否超速、行驶路径是否安全以及是否满足变道条件，为电动汽车的自动运行提供了理论基础。
【IPC分类】G05D1-02
【公开号】CN104820424
【申请号】CN201510245706
【发明人】王茂励, 郝凤琦, 郝慧娟, 罗旋, 李娟 , 唐勇伟, 李成攻
【申请人】山东省计算中心（国家超级计算济南中心）
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月15日